En CIMa hemos realizado una campaña de ensayos de elastómeros fotopolimerizables fabricados mediante impresión 3D, en colaboración con Marina León Calero, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC. El trabajo estudia cómo la formulación y la arquitectura interna de una pieza condicionan su respuesta a vibraciones de alta frecuencia.
Las medidas se han realizado en el Laboratorio de Dinámica y Vibraciones de Alta Frecuencia (DINAF), con el equipo HFe 3, para obtener la rigidez dinámica de las probetas entre 100 y 3.000 Hz.
Cuatro formulaciones, cuatro respuestas dinámicas
Imprimimos probetas cilíndricas macizas de igual geometría con las siguientes resinas de materiales blandos: Liqcreate Premium Flex, Prusament Flex 80, BASF Ultracur3D EL 4000 y Resione F80. La comparación revela diferencias importantes tanto en los valores de rigidez dinámica como en su evolución con la frecuencia.
Las cuatro formulaciones muestran un aumento de rigidez al elevar la frecuencia, pero lo hacen con tendencias y magnitudes distintas. La selección de un material para una aplicación antivibratoria requiere, por tanto, conocer su respuesta en el intervalo de frecuencia en el que va a trabajar.
Estos resultados son relevantes para explorar el uso de elastómeros fotopolimerizables en componentes destinados al control de vibraciones de alta frecuencia. La caracterización experimental permite comparar formulaciones y orientar el diseño a partir de su comportamiento dinámico.
La geometría también cambia la respuesta
Después de comparar las formulaciones, fabricamos una estructura giroide en Resione F80 y contrastamos su rigidez dinámica con la de una probeta cilíndrica maciza del mismo material. Esta arquitectura incorpora una red interna de superficies y huecos que modifica la respuesta mecánica del componente.
La probeta maciza presenta un crecimiento sostenido de rigidez con la frecuencia. El giroide muestra una menor tendencia global al aumento, con una rigidez contenida en amplias bandas del intervalo estudiado, aunque también aparecen máximos y mínimos locales.
Una vía prometedora para el diseño antivibratorio
La combinación de material y arquitectura abre nuevas posibilidades para ajustar la respuesta dinámica de un soporte antivibratorio. Mantener una rigidez relativamente baja a frecuencias elevadas es un resultado de interés para investigar metaestructuras destinadas a reducir la transmisión de vibraciones.
El siguiente paso es relacionar esta respuesta con la transmisión vibratoria y con la capacidad de la estructura para soportar las cargas de su aplicación. La campaña refuerza el interés de conectar fabricación aditiva, ensayos dinámicos y simulación en el desarrollo de nuevos componentes antivibratorios.